SONIC|LSP 真空反應器
AI 工具實作|Anatomy 技能

把回收塑膠變回新料的
LSP 真空反應器

寶特瓶回收後,塑膠的分子鏈變短,直接拿來做新瓶子不夠強韌。LSP(液相縮聚)是一種讓分子鏈重新接長、同時把污染物抽乾淨的設備。吳相勲主任請 AI 用 Anatomy 技能把它做成下面這台可以操作、可以拆開的立體機台。

這一頁說明三件事:LSP 這台設備在做什麼、圖上每個零件代表什麼,以及 AI 做出這張運作圖和分解圖,各花了多少時間與 token。

  • 運作圖約 14 分半
  • 分解圖約 7 分鐘
  • 兩回合費用推估約 US$7(約新台幣 225 元)
  • 成品是單一 HTML 檔

重點摘要

LSP 把熔化的回收 PET 拉成細絲,放進高真空裡。真空同時做兩件事:抽走縮聚反應放出的乙二醇,讓分子鏈接長、黏度(IV)上升;也把香料、殘留溶劑這些污染物一起抽走。所以真空度是這台機器最重要的旋鈕。AI 分兩回合完成這張圖:第一回合做出能調真空度的運作圖,約 14 分半;第二回合加上大部與細部拆解,並把揮發物和殘留物的變化畫清楚,約 7 分鐘。兩回合的費用推估約 7 美元,但這是用對話內容回推的數字,不是帳單。這張圖是教學用的示意模型,不是 NGR 公司機台的實際構造,數字也只表示趨勢。

01先玩玩看

圖中央是真空反應器,正面開了一扇觀察窗,可以看到熔體從孔板落下、螺桿在熔池裡轉動。蓋板上有進料口、抽氣口、真空錶和調節真空的針閥;右邊是熔體泵和出料模頭,模頭上的黏度計顯示出料的 IV。

  • 調真空度:滑鼠在圖上左右移動。越往右,真空越高。手機上可以用圖下方的按鈕切換拆解;調真空度在電腦上操作比較順手。
  • 拆開來看:按圖下方的「大部拆解」「細部拆解」,或在圖上按數字鍵 1、2、3。
  • 播放動畫:電腦如果關閉了動畫效果,圖會先保持靜止;按右下角的「播放動畫」,氣泡、螺桿和拆解過程才會動。
  • 鍵盤:← → 調真空度,Home 和 End 直接跳到最低與最高真空。

圖 1 LSP 真空反應器互動圖。想看深色版或放大看,請用新視窗開啟:淺色版 ↗ 深色版 ↗

試試這四個位置

真空度出料 IV除污(示意)你會看到
5 mbar(最低)0.65 dL/g77.7%熔池表面布滿黑點,只有一兩個氣泡往上升,黏度計指針停在左邊
1.3 mbar0.71 dL/g95.6%氣泡變多,黑點開始變少
0.32 mbar(開啟時的位置)0.77 dL/g99.1%熔池上方都是上升的氣泡,只剩少數黑點
0.05 mbar(最高)0.85 dL/g99.9%黑點幾乎全部消失,指針到最右邊
最低真空 5 mbar 時,熔池表面布滿黑色殘留點,氣泡很少
最低真空:殘留多、氣泡少
最高真空 0.05 mbar 時,熔池表面幾乎沒有黑點,上方都是上升的空心氣泡
最高真空:殘留幾乎沒有,氣泡往上升

IV 的數字依 NGR 公布的增黏速度推算:最高真空時每分鐘約上升 0.01 dL/g,假設進料 0.65、停留 20 分鐘。除污百分比是為了說明趨勢自訂的曲線,不是實測值。

02LSP 是什麼設備

先說問題。PET(寶特瓶的材料)是由很長的分子鏈組成。鏈越長,材料越強韌,熔化後也越黏稠。業界用「本質黏度」(IV,intrinsic viscosity)來代表鏈的長短。回收的 PET 經過使用、清洗、再熔化,分子鏈會斷掉一部分,IV 跟著下降。IV 不夠,就做不回飲料瓶。

用途常見 IV(dL/g)
纖維0.40 至 0.70
一般瓶用0.70 至 0.78
薄膜0.70 至 1.00
礦泉水與汽水瓶0.78 至 0.85

資料來源:Anton Paar 應用報告的 PET 等級對照表。

再說解法。PET 有一個特性:放在真空裡加熱,分子鏈會繼續互相接起來,這個反應叫「縮聚」,每接一次就放出一個小分子(主要是乙二醇)。把小分子抽走,反應就會一直往「鏈變長」的方向走。過去主流的作法是固相縮聚(SSP):讓 PET 維持固體顆粒,在高溫下放好幾個小時。LSP 是在液體狀態下做同一件事,奧地利的 NGR 公司(Next Generation Recyclingmaschinen)在 2013 年發表這項技術,設備名稱叫 P:REACT。

比較項目固相縮聚(SSP)液相縮聚(LSP)
PET 的狀態固體顆粒熔化的液體
溫度約 200 至 240°C約 270 至 280°C
IV 上升速度每小時約 0.01 至 0.06 dL/g每分鐘約 0.01 dL/g
需要的時間好幾個小時幾分鐘到二十幾分鐘
出料 IV 的穩定度一批一批做,批次之間會有落差連續生產,線上量測、自動調整
混入 PETG 等共聚物容易結塊可以和一般 PET 一起熔化、除污

比較數字取自 NGR 於 PETplanet(2015)與 Plastics Machinery & Manufacturing(2019)公布的資料,屬廠商說法。

實際用在哪裡。依 NGR 的資料,LSP 可以處理瓶片、纖維、布料、不織布、瓶胚、打包帶與薄膜等回收料,單線產能最高約每小時 3,000 公斤,IV 最多可提高約 30%,並取得美國 FDA 與歐盟 EFSA 的食品接觸認可,所以能做「瓶到瓶」回收。2023 年,日本 Altech New Materials 啟用 NGR 的瓶到瓶 LSP 產線,把回收瓶片的 IV 提高到 0.8。

03機台怎麼運作

照圖上的零件,從料進來到料出去,走一遍:

1 進料口
回收瓶片先在擠出機熔化、過濾,再從蓋板左側的進料口送進反應器。
2 分配孔板與細絲
熔體穿過孔板,拉成一條條細絲往下落。反應和除污都發生在熔體碰到真空的表面,拉成細絲,表面積就大幅增加。
3 熔池與螺桿
細絲落到底部匯成熔池。螺桿慢慢轉,把熔池的表面不斷翻上來接觸真空,縮聚反應在這裡完成。
4 抽氣口與真空泵
蓋板右側的抽氣口接真空泵,把乙二醇和污染物抽走。NGR 資料中的操作範圍約 0.05 至 5 mbar,大約是大氣壓力的兩萬分之一到兩百分之一。
5 針閥與真空錶
針閥調整真空度,真空錶顯示目前的壓力。圖上移動游標,就是在轉這顆針閥。
6 熔體泵與出料模頭
熔體泵把完成的熔體送到模頭,可以直接切粒,也可以直接做瓶胚或片材,省去冷卻後再熔化一次。
7 黏度計
出料端連續量測 IV。實際設備是量熔體流過細管時的壓力差,再回頭調整真空度。圖上用指針式的錶來代表。

自動控制:量到 IV,回頭調真空

NGR 說明,出料的 IV 主要靠兩個條件控制:真空度,以及熔體在反應器裡停留多久。如果進料的 IV 變低,系統會自動把真空拉高,不需要人員介入,出料 IV 就能維持在很窄的範圍內。這是 LSP 和一批一批做的 SSP 最大的差別。

這張圖是依公開資料簡化的示意機台,不是 NGR P:REACT 的實際構造。真實設備沒有觀察窗,零件配置、尺寸與管路也和圖上不同。圖的目的是讓人看懂原理。

04一個旋鈕,同時管兩件事

IV 和除污,靠的是同一個真空:

  • IV:縮聚是一個會來回走的反應。乙二醇留在熔體旁邊,反應就會往回走,鏈又斷開。真空越高,乙二醇抽得越快,鏈接長得越快,IV 上升越快。
  • 除污:回收 PET 裡的香料、殘留溶劑、紡絲油,多半是會揮發的物質。真空越高,它們越容易從熔體跑到表面再被抽走。液體狀態加上細絲,讓污染物要走的距離變短,這是 LSP 除污效率高的原因。

所以會有取捨。以下是依原理推論,不是廠商公布的資料:因為兩件事綁在同一個真空上,進料 IV 偏低時,拉高真空對兩邊都好;但進料 IV 偏高時,如果為了不讓 IV 超過目標而降低真空,除污效果也會一起變差。做食品級回收料時,真空度通常會有一條不能放寬的下限,這時候 IV 改用停留時間或產量來調整,比較合理。要評估設備時,可以直接問廠商:「食品級運轉時,真空度的下限設在哪裡?進料 IV 偏高時,系統怎麼避免 IV 超標?」

05兩回合怎麼做出來的

這張圖不是一次到位,而是兩回合。吳主任每回合只給了一兩句話。

  1. 第一回合:運作圖

    交代的話:「$anatomy 解釋 LSP 的運作,回收塑料」,以及技能放在電腦上的資料夾位置。

    AI 做的事:讀完技能的說明與範例,選定「一個機構、40 到 80 個零件」的小型圖,畫出底座、反應器、觀察窗、細絲、熔池、螺桿、蓋板上的四組零件、熔體泵、模頭與兩個錶,再讓真空度可以用游標調整,錶和讀數跟著動。

    自己抓到並修正的問題:觀察窗裡太空、看不出深度,改成較暗的內腔;螺桿伸出了反應器的牆外,改成從端牆起算;中文在 Windows 終端機裡變成亂碼,逐行改回。

    第一回合完成的 LSP 運作圖:反應器、蓋板上的錶與管口、右側的熔體泵與黏度計
  2. 第二回合:大部與細部拆解

    交代的話:「1. 機台可以做成模型大部與細部拆解。2. 看不出來上升的揮發物越多,熔池上的殘留點越淡的效果。」

    AI 做的事:把零件分成可以移動的群組。大部拆解分成四個總成:蓋板往上、視窗框往前、熔體泵和模頭往右;細部拆解再把每個總成拆成法蘭、管頸、旋鈕、錶頭、馬達、接口與銘牌。氣泡改成空心、殘留改成黑點,並加上「播放動畫」按鈕。

    找到的原因:上一版氣泡和殘留都是黑點,分不出來;另外透明度寫在會被樣式蓋掉的地方,根本沒有生效。

    大部拆解:蓋板總成往上、視窗框往前、熔體泵與模頭往右細部拆解:法蘭、管頸、旋鈕、錶頭與馬達各自分開

06時間與 token 的耗用

Token 是 AI 計算讀寫份量的單位。費用分四種:輸入(新讀到的內容)、輸出(AI 寫出來的文字與程式,也包含思考)、重讀(AI 每做一步,都要把前面整段對話再看一遍,系統存起來重讀,單價很低)、存入快取(第一次把內容存起來的費用)。

先說清楚:下表是推估,不是帳單。做到第二回合結束後,這個對話重新連線到吳主任的電腦,系統把對話紀錄重新整理,前面每一步的 token 計數沒有保留下來,只留下內容。所以這裡的數字,是用每一步內容的長短回推,再用重新連線後實際記錄到的數字校正比例。誤差可能在兩到三成之間。

項目第一回合:運作圖第二回合:分解圖兩回合合計
花了多久約 14 分半(12:12 至 12:26)約 7 分鐘(12:28 至 12:35)約 21 分半
AI 的步驟數67 步27 步94 步
看過的截圖8 張9 張17 張
每一步要重讀的對話長度13.7 萬增加到 25.3 萬 token25.4 萬增加到 29.2 萬 token
重讀約 1,620 萬 token|US$3.25約 840 萬 token|US$1.69US$4.94
存入快取約 12 萬 token|US$0.97約 3 萬 token|US$0.24US$1.21
輸出(不含思考)約 2.2 萬 token|US$0.45約 1.9 萬 token|US$0.38US$0.83
費用推估約 US$4.7(約新台幣 151 元)約 US$2.3(約新台幣 74 元)約 US$7.0(約新台幣 225 元)

單價以 Claude Opus 5.5 的 API 牌價計算(每百萬 token:重讀 0.20 美元、1 小時快取寫入 8 美元、輸出 20 美元),這是這個工作階段設定的模型;如果實際是由較便宜的 Sonnet 5.5 執行,費用約減半。匯率採中央銀行 2026 年 10 月 14 日收盤價 32.073。時間是從吳主任送出指令,到 AI 交出成果為止。

為什麼第一回合貴一倍?第一回合要先讀懂技能的說明書與範例程式,這幾份文件很長;接著還要一邊畫、一邊截圖檢查、一邊修正,前後走了 67 步。每走一步,就要把越來越長的對話重讀一次。第二回合只改既有的程式,步數不到一半,所以便宜很多,雖然每一步要重讀的內容更長。

重讀占了七成。真正新寫出來的程式和文字不多,錢主要花在「每一步都把前面重看一遍」。這和配電盤那一次的結論相同:對話拉得越長,每一步越貴。

可能低估的地方。AI 動手前的思考過程沒有留在紀錄裡,所以「輸出」偏低。截圖的份量也是估計值。合理的範圍大約是:第一回合 4 至 6 美元,第二回合 2 至 3.5 美元,兩回合合計 6 至 9.5 美元(約新台幣 190 至 300 元)。

沒有算進去的部分。最前面用文字解釋 LSP、回答「真空度如何影響 IV 和除污」的兩段,以及把成果整理成這一頁並上架。整理這一頁的部分有完整的系統紀錄:從 12:40 開始到推上 GitHub 前,約 26 分鐘,費用約 10 美元(約新台幣 320 元),比做兩張圖還多。原因有三個:重新連線時,整段約 37 萬 token 的對話要重新存入快取,光這一步就約 2.3 美元;之後每一步都要重讀約 40 萬 token 的對話;還要讀配電盤那一頁當範本、查設備資料、截圖檢查和登記索引。

和配電盤那一次比。配電盤從下指令到交件約 1 小時 40 分,全程粗估 15 至 22 美元;這次兩回合合計約 21 分半、約 7 美元。差別主要有兩個:這次的機台比較單純,沒有配電盤那樣的電流與發熱模型;這次也沒有跑技能裡最完整的幾何稽核(下一節會說明)。所以兩次的數字不能直接比較高低。

「等值費用」是依牌價換算的參考金額。用月費方案的話,不會每做一次就扣一次款,但用量仍然會占用方案的使用額度。

三個省錢的做法

  1. 修改意見一次講完、講具體。第二回合只用兩句話,就把要拆解、哪裡看不出來都講清楚,AI 不用來回猜,7 分鐘就改完。
  2. 一個作品一個對話。做完一張圖,下一張開新的對話,每一步要重讀的內容就短。
  3. 想知道真實費用,就在每一回合結束時記下當時的累計金額。這次就是因為事後才回頭查,前面的紀錄已經不在了。

07怎麼確定這是對的

「對」要分兩層看:圖有沒有畫壞,以及道理有沒有講錯。

第一層:圖有沒有畫壞

  • 線端檢查:技能附的檢查程式逐條確認,每一條紋路的兩端都落在零件上。第一回合的淺色與深色版、第二回合的細部拆解狀態與深色版,每次檢查約 590 個線端,浮空的都是 0 個。
  • 瀏覽器沒有錯誤訊息。
  • 截圖逐張看過:手機寬度(390 像素)、深色與淺色、最低與最高真空、拆解過程的 9 格連續畫面。
  • 實際操作:鍵盤、游標、三種拆解按鈕、播放與暫停動畫都試過,讀數會跟著變。

這次沒有做到的檢查。Anatomy 技能還附了一套幾何稽核,可以逐格證明零件之間沒有互相穿過、前後遮擋的順序正確,拆解途中也一樣。這次沒有把它接上,拆解過程是靠連續截圖用眼睛檢查。要放進正式課程,建議補上這一步。

第二層:道理有沒有講錯

項目圖上的設定依據
真空度範圍5 至 0.05 mbar美國專利 11,072,690 說明書引述的 NGR 型錄:0.05 至 5 mbar
IV 上升速度與上限最高真空時每分鐘 0.01 dL/g,上限 0.85NGR 於 PlasticsToday(2015)與專利說明書引述的型錄
進料 IV 與停留時間進料 0.65,停留 20 分鐘教學自訂;專利說明書估計 0.50 升到 0.75 約需 20 至 30 分鐘,量級相符
真空度與 IV 的關係真空越高,IV 越高,直線變化方向依原理;直線關係是簡化
除污百分比77.7% 到 99.9%教學自訂的趨勢曲線。NGR 宣稱可去除「幾乎全部」關鍵雜質,但沒有對應真空度的公開數字
機台構造孔板細絲、熔池螺桿、抽氣口、熔體泵、線上黏度計NGR 於 PETplanet(2015、2020)與 Plastics Machinery & Manufacturing(2019)的描述;配置與外型是示意

這張圖沒有請塑膠加工或回收設備的專業人員審閱,也沒有和實機數據比對,廠商資料也屬於廠商自己的說法。適合用來說明原理,不適合拿來評估設備規格或做採購判斷。

08這個例子的啟示

給經理人

  • 同一個旋鈕,常常同時管好幾件事。真空度同時決定強度和乾淨程度。公司裡的定價、交期、人力配置也是這樣:調一個地方,會同時動到好幾個結果。先把「這個旋鈕牽動哪些結果」畫清楚,再討論要調多少。
  • 連續量測,比事後抽驗穩。LSP 能讓出料 IV 穩定,靠的是出料端一直量、一直回頭調。管理上,能即時看到的指標,比月底才結算的報表更能及早修正。
  • 第二輪往往比第一輪便宜。這次第二回合只花第一回合一半的錢,因為修改意見具體。請 AI 做事,第一版先求能看,再用具體意見修,通常比一開始寫一大段要求更省。

給大學教師與研究者

  • 材料、製程、循環經濟或永續供應鏈的課,可以讓學生自己轉真空度、看 IV 和殘留怎麼變,再拆開機台看每個零件的位置。
  • 這張圖刻意把「有依據的數字」和「教學自訂的數字」分開寫在上面的表裡。請學生替自己的研究模型做同樣的表,是很好的練習。

課堂上可以問的三個問題

  1. 如果進料的 IV 比預期高,為了不讓 IV 超標而降低真空,會發生什麼事?你會怎麼兼顧品質與食品安全?
  2. LSP 把「一批一批做」改成「連續做、連續量」。你的單位裡,有哪件事也可以這樣改?改了之後,誰要負責看那個即時數字?
  3. 這張圖為了好懂,加了一扇真機沒有的觀察窗,也把除污曲線簡化了。你在簡報或教材裡做過哪些類似的簡化?看的人知道嗎?

09檔案與來源

兩個都是單一 HTML 檔,不需要網路,用瀏覽器直接打開就能操作;在瀏覽器上按「另存新檔」,就能存到自己的電腦。

來源

數字怎麼來的

  • 時間:吳主任送出指令與 AI 交出成果的時間戳記。
  • 步數、截圖數與 token:對話紀錄中每一步的內容長度回推,再以重新連線後系統實際記錄的數字校正。
  • IV 與除污的讀數:圖裡那份小模型程式算出來的值。
  • 線端、截圖與操作檢查:技能附的檢查程式與逐張看圖的結果。
  • 沒有核對的部分:NGR 以外廠牌的資料、實機量測數據。

回到最上面的圖,把真空度拉到最低,再慢慢拉到最高,看熔池上的黑點怎麼一個一個消失。

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